Разработка станочных приспособлений с использованием параметрических элементов в системе T-FLEX CAD

VII ОТКРЫТАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – ФЕСТИВАЛЬ НАУЧНОГО ТВОРЧЕСТВА

УЧАЩИЙСЯ  МОЛОДЕЖИ «ЮНОСТЬ БОЛЬШОЙ ВОЛГИ»

 

 

 

Секция «Технические науки»

Подсекция «Машиностроение»

 

 

 

Название работы

Разработка станочных приспособлений с использованием

параметрических элементов в системе T-FLEX CAD

 

 

 

 

Автор – Тихонов Павел, 4 курс

Соавтор – Сергеев  Иван, 3 курс

Научный руководитель – Гурьянов В.В.,

Федорова Л.В. 
Учебное заведение – РГОУ СПО «ЧМТ»

 

 

 

 

 

 

Чебоксары - 2006 г.

 

Введение

T-FLEX CAD -  система  параметрического  автоматизированного  проектирования  и  черчения.  Она обеспечивает  высокую  степень  гибкости  и  возможность  изменения  изображения  при  сохранении соотношений  между  элементами,  предусмотренных  разработчиком.  Уникальный  механизм параметризации  и  полный  набор  профессиональных  инструментов  компьютерного  проектирования позволяют  существенно  упростить  процесс  конструирования  и  оформления  графической документации.

Параметрическое  проектирование,  возможность  назначения  геометрических  параметров  через переменные  и  изменения  этих  параметров -  это  будущее  всех  систем  автоматизированного проектирования и черчения. Эффективность системы T-FLEX CAD базируется в первую очередь на новой  геометрической  модели.  Эта  модель  позволяет наполнить понятие «параметризация» существенно более глубоким,  чем это принято в других  системах,  содержанием.  Идея параметризации  уже  прочно  завоевала  свое  место  в  компьютерном  проектировании.  Под параметризацией  подразумевается,  прежде  всего,  многократное  использование  чертежа  с возможностью  изменения  его  параметров

T-FLEX CAD использует привычные для  конструктора элементы и параметры  проектирования. При этом  совершенно  не  обязательно  ставить  элементы  чертежа  на  точные  позиции.  Возможности  по модификации  размеров  элементов  и  их  положения  на  чертеже  не  имеют  аналогов  в  других CAD-системах. Уникальными  по  своим  возможностям  являются  средства  создания  сборочных  параметрических чертежей. T-FLEX CAD позволяет получать сложные чертежи, в которых его отдельные части могут быть  взаимосвязаны.  Связь  можно  задать  как  через  геометрическую  зависимость,  так  и  через значения параметров. При этом обеспечивается удаление невидимых линий в случае, если отдельные части  чертежа  перекрывают  друг  друга.  Уровень  вложенности  отдельных  частей  чертежа  не ограничен. Меняя  параметры  сборочного  чертежа, можно  за  считанные  секунды  получить  готовые чертежи  нового  проектируемого  изделия.  Одновременно  с  измененным  сборочным  чертежом  вы получите и чертежи его составных частей (деталей), а также другие сопутствующие документы.

T-FLEX CAD  имеет  широкую  библиотеку  стандартных  элементов,  поставляемую  вместе  с  самой программой.  Библиотеки  стандартных  элементов  позволяют  ускорить  процесс  конструирования, дают конструктору возможность сконцентрировать свои усилия на реальном проектировании, а не на рисовании гаек, винтов, болтов и многого другого. 

Кроме  того,  средствами  системы T-FLEX  можно довольно  легко  самому  создавать параметрические элементы,  что предоставляет широкий набор возможностей.  Часто бывает,  что  конструктор использует элементы, почти одинаковые, отличающиеся друг от друга, возможно, только размерами, тратя при этом, много времени просто на то, чтобы нарисовать данный элемент. Эту проблему можно решить, создав параметрический элемент в системе T-FLEX CAD .

Большим  преимуществом T-FLEX CAD  по  сравнению  с  другими  системами  является  то,  что стандартный параметрический элемент пользователь может создать сам, при этом, не зная ни одного языка программирования. Самому можно создать все, начиная с чертежа и 3D модели и кончая окном диалога, появляющегося при вставке фрагмента. Это реализуется посредством специализированных команд,  а  также  тем,  что  любой  элемент  из  библиотеки -  это  обычный  параметрический  чертёж системы T-FLEX.

 

1. Создание фрагментов

1. 1. Создание параметрического элемента библиотеки.

Процесс  создания параметрического  элемента библиотеки  можно разделить  на несколько шагов: 

1.  Создание баз данных.

2.  Создание переменных, в том  числе на основе баз данных.

3.  Построение параметрического чертежа и/или 3D модели.

4.  Создание диалога. 

5.  Добавление элемента в библиотеку. 

Некоторые  из  этих  пунктов  могут отсутствовать.  Например, может не требоваться выбор значений из базы данных  или вы не создаёте 3D модель.

Рассмотрим  каждый шаг на примере шайбы.

Параметры этой шайбы в зависимости от введённых внутреннего диаметра должны выбираться из базы данных. Шайба имеет два вида: спереди и  слева.  Шайба  будет использоваться  в качестве  фрагментов  в других чертежах.

1. 2. Создание баз данных.

На  этом  шаге необходимо  создать  внутренние  базы  данных,  из  которых  будут  выбираться значения.

Сначала  необходимо  решить, в  зависимости  от  какого параметра  будут  выбираться остальные.  В  нашем  случае один  из  таких  параметров – внутренний диаметр.  Итак, первый  столбец – внутренний диаметр,  а потом идут  все остальные.

Имена  столбцов  базы данных (и самой базы  данных) выбираются  так, чтобы  потом,  при  создании переменных, можно легко вспомнить,  за  какой параметр  отвечает  каждый  столбец,  но  лучше  не делать имена столбцов слишком длинными

1.3. Создание переменных на основе баз данных

На  данном  шаге  создаются  переменные,  которые будут использованы  при построении параметрического чертежа и 3D модели. Имена переменных задаются такие, чтобы было понятно, за что они отвечают. 

Сначала создаются те переменные, которые являются определяющими для всех остальных размеров, значения  которых  задаются  при  вставке  детали.  В  данном  примере это -  внутренний диаметр. Если переменные имеют ряд стандартных значений, то для более удобного и быстрого их ввода лучше задать список значений. Список значений создается на основе соответствующего поля  в  базе  данных.  Желательно  после  создания  переменной  в  строке  комментария  описать назначение  переменной,  чтобы  другой  человек,  если  он  будет  работать  с данным  документом,  мог легко определить, какие данные необходимо вводить.

1.4. Создание диалога

На этом шаге создается форма  диалога, которая используется во время  вставки  данного  чертежа  как  фрагмента.  При вставке  чертежа  (модели),  перед  пользователем  будет появляться  окно,  содержащее  в  себе  стандартные  элементы Windows (поля  для  ввода,  выпадающие списки  и  т. д.), с помощью которых можно легко и быстро задать параметры вставляемого фрагмента. 

Создать  такой  диалог -  достаточно  просто.  Сначала  создается  новая  страница,  на  которой будут располагаться элементы  управления.  Для этого заходим  в команду Чертеж|Элемент управления и нажимаем в автоменю опцию «Создать страницу для элементов управления». Часть элементов управления («статический  текст», «группа»)  никак  не  связана  с  переменными.  При создании таких элементов указывается место, где они  располагаются,  а  потом  вводятся  их  название. Такие элементы  могут служить для более понятного оформления  диалога,  пояснительных надписей.

Другая  часть  элементов  связана  с  переменными. При  их  создании,  кроме  указания  места  их расположения, указывается та переменная, с которой связан элемент.  Для непосредственного ввода  параметров  используются элементы  «редактор»  и  «комбинированных  список». «Комбинированный  список»  используется,  если  у  переменной  есть  список  значений.  В  нашем примере  все  вводимые  нами  переменные  имеют  списки  значений,  поэтому  для  них  использовался «комбинированный список». Некоторые переменные  имеют только  два  заранее  определенных  значения. Тогда  для  них  удобно  использовать  элемент «Переключатель - Да/Нет». 

1.5. Добавление элемента в библиотеку.

Последнее,  что  делается -  это добавляется  созданный элемент в библиотеку. Для добавления элементов в уже существующую библиотеку, копируется созданный элемент в папку на  диске,  где  лежат  шайбы,  уже  присутствующие  в  библиотеке.  Тогда  при  следующем  запуске программы  элемент  автоматически  появится  в  библиотеке.  Можно  создать  и  новую библиотеку. Здесь  важно  все  сделать  правильно.  Что  имеется  в  виду?  Например,  понадобится  перенести библиотеку  на  другой  компьютер,  а  имя  диска  будет D:. Тогда  если  при  добавлении  элемента  в библиотеку был  указан полный  путь (C:\..), программа не сможет найти файл, и не  удастся вставить  фрагмент,  используя библиотеку.  Чтобы  этого  не  случилось,  при добавлении элемента в библиотеку  задаем  не полный,  а относительный путь.  То есть  путь  будет задан относительно  положения  файла  конфигурации,  который определяет состав библиотек.  При этом созданный элемент  должен  находиться  «ниже»,  чем  файл конфигурации.

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФРАГМЕНТОВ.

Любой  чертёж  системы T-FLEX  можно  включать  в  другие  чертежи.  Например,  можно  включить чертёж бланка форматки в чертёж детали или чертёж болта в какую-нибудь сборку. Чертёж T-FLEX CAD,  включаемый  в  другой  документ,  называется  фрагментом.  Чертёж, полученный с использованием фрагментов, мы будем называть сборочным чертежом. В сборочном чертеже хранится  только  ссылка  на  исходный  файл  фрагмента.  При изменении файла фрагмента происходит обновление соответствующего компонента сборочного чертежа. Когда  же  целесообразно  применение  фрагментов?  Например,  если  создаваемые  чертежи  содержат повторяющиеся  элементы,  стандартные  изделия.  Такие  фрагменты  удобно  наносить  как  готовые  элементы  стандартных  или  собственных   библиотек. А  поскольку  в  сборочном  чертеже  хранятся только  ссылки  на  соответствующие  файлы  фрагментов,  тем  самым  удаётся  добиться  максимально компактного хранения чертежей в памяти и на диске. Также  применение  фрагментов  помогает  упростить  процесс  создания  сложных  чертежей.  Чертёж разбивается  на  отдельные  части-фрагменты,  каждая  из  которых  может  проектироваться  отдельно. Процесс  проектирования  отдельных  фрагментов  может  быть  абсолютно  независимым  либо производиться  в  контексте  сборки,  с  использованием  ассоциативных  связей  между  фрагментами  и сборкой.  Кроме  того,  разделение  сборочного  чертежа  на  фрагменты,  соответствующие  отдельным деталям, позволяет  добиться  полного  соответствия  реальному  сборочному  узлу  и  максимально автоматизировать  процесс  создания  спецификаций  сборочного  чертежа,  а  также  получить полный комплект деталировочных чертежей.

Эффективность  использования  фрагментов  в T-FLEX  обеспечивается  следующими  возможностями  фрагментов: как  и  все  элементы T-FLEX CAD,  фрагменты  можно привязывать  к  другим  элементам  сборочного  чертежа,  в  том числе к другим фрагментам. Это позволяет добиться изменения положения фрагмента при перемещении элементов чертежа. Благодаря  тому,  что фрагменты обычно  являются параметрическими  чертежами,  их  размеры  могут рассчитываться  в  соответствии  с  параметрами  сборочного чертежа. На  сборочном  чертеже  фрагменты  часто  перекрывают  друг друга  и  изображение  самой  сборки. T-FLEX CAD  позволяет организовать  автоматическое  удаление  невидимых  линий  при наложении фрагментов.

В сборочный  чертёж  можно вставлять  только те элементы чертежа-фрагмента, которые необходимы.  Кроме того, фрагменты можно сделать переменными, то есть в зависимости от каких-либо условий в сборочном чертеже будет участвовать тот или иной чертёж-фрагмент.

3. СОЗДАНИЕ СБОРОЧНЫХ МОДЕЛЕЙ

Прежде  чем  приступить  к  началу  создания  сборочного  чертежа,  необходимо  продумать  его структуру. Главное - определить требования к его параметрическим возможностям: что конкретно вы хотите  впоследствии  изменять,  какие  части,  по-вашему,  составят  чертёж,  какая  предполагается иерархия  фрагментов.  Исходя  из  этого,  можно  выбрать  метод  создания  сборочной модели  и фрагментов.

Создание  сборочного  чертежа  от  отдельных  чертежей-фрагментов  к  сборочному чертежу:  сначала  в  отдельных  документах T-FLEX CAD  создаются  чертежи-фрагменты. Создание  сборочного  чертежа  заключается  в  последовательном  нанесении  на него фрагментов.

 

 

 

4. Использование программы расчета конструктивных  
параметров

Для выполнения расчета конструктивных параметров необходимо открыть файл «расчет.xls». На экране появится лист для вывода результатов расчета и кнопка «Выполнить расчет»

Выполнение расчета производится макросом, который запускается кнопкой «Выполнить расчет». После нажатия кнопки появляется первое диалоговое окно Расчет конструктивных параметров зажимного механизма, в котором вводится количество необходимой силы зажима

Переход ко второму этапу выбора типа зажимного механизма осуществляется нажатием кнопки «Далее». В появившемся диалоговом окне Выбор типа зажимного механизма выберите тип зажимного механизма и в случае выбора механизма с усилителем введите количество элементарных механизмов в составе усилителя.

 По окончании выбора зажимного  механизма нажмите кнопку «Расчет». При выборе механизма непосредственного действия коэффициент усиления автоматически приравнивается к единице, и после нажатия кнопки «Далее» появляется диалоговое окно Расчет основных параметров силового механизма для расчета основных параметров силового механизма. При выборе механизма с усилителем, то появится диалоговое окно Выбор конструкции зажимного механизма, где отметьте зажимной механизм по нужной схеме. Возможными вариантами схем являются: рычажные, шарнирно – рычажные, клиновые и клиноплунжерные зажимные механизмы.

При выборе определенной схемы необходимо ввести нужные параметры зажимного механизма Например, для схемы механизма Рычажного => Поворотного необходимо ввести длины плеч прихвата. По окончании ввода параметров зажимного механизма нажмите кнопку «Далее».

Потом снова появится диалоговое окно Выбор типа зажимного механизма, в котором показывается значение коэффициента усиления и значение силы Q. Нажмите кнопку «Далее».